腰椎融合术后邻近节段病变研究现状

宋友东 李书纲

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）

融合术是治疗多种腰椎病变的标准手术方法[1-3]。自1911年应用于临床，融合术在矫正畸形、缓解疼痛、阻止疾病进展等方面发挥了巨大作用[4]。随着手术量的增加以及手术经验的积累，融合术后邻近节段退行性病变（adjacent segment disease,ASD）越来越受到脊柱外科医生的重视。本文就腰椎融合术后邻近节段病变相关问题的研究现状作一综述。

1 邻近节段退行性病变（ASD）定义

英文缩写ASD包括两种定义：邻近节段退变（adjacent segment degeneration）和邻近节段病变（adjacent segment disease），就这两者的区别一直存在争议。近年来，为了更好地研究邻近节段相关问题，Hilibrand等[5]把邻近节段退变定义为与融合术前相比，影像学上提示退行性改变但不伴有临床症状，主要表现为椎间隙变窄、骨质增生、椎间盘信号改变等。而邻近节段病变则是指融合术后新出现的伴有临床症状的影像学改变。Lee等[6]认为融合术后邻近节段病变应具有3个特征：①手术后症状缓解至少6个月；②新出现的伴有临床症状的影像学退变。③需要再次手术。由于没有统一的标准，使得邻近节段病变的病因学研究异常困难，临床报道的发病率及患病率不一致，缺乏有力的循证医学证据指导临床治疗。我们认为Hilibrand提出的邻近节段病变的定义，简明扼要地概括了ASD的特点，且紧密结合了临床患者的诊治，可以更好地指导临床工作。

2 邻近节段病变的发病率

Lawrence等[7]回顾性分析了4篇循证医学证据2级、1篇循证医学3级但具有良好实验设计以及严格控制多因素影响的文献，结果显示邻近节段病变发生率为每年0.6%～3.9%。Sears等[8]利用Kaplan-Meier生存分析方法，回顾性分析了912例行后路腰椎融合术的患者资料，结果显示平均随访时间为43个月时13%的患者因邻近节段病变需要再次手术。术后第一个10年平均每年有2.5%（95%置信区间为1.9～3.1）患者需再次手术治疗。Lee等[6]等研究了1069例行腰椎或腰骶椎融合术后的患者，随访至少1年，其中28例（2.62%）因邻近节段病变需再次手术治疗。

有关邻近节段病变的发病率的报道有很多，但是由于很多局限性导致无法得出一致的结论。其局限性主要包括[3]：①融合方法有差别；②融合节段及部位不一致；③手术时无法预测邻近节段椎间盘未来的发展；④术前诊断不一致。

3 节段病变的发病机制

邻近节段病变的发病机制一直存在很大的争议[1]。目前主要有两种观点：第一种观点认为邻近节段病变是腰椎融合术后生物力学改变导致的，而第二种观点[9]认为是术前已经存在但无临床症状或没有发现症状的退行性改变进行性加重。目前多数学者支持第一种观点。

支持第一种观点的[4,10]认为腰椎融合术后邻近节段的过度活动导致退变的发生，而退变又将导致关节突关节增生以及黄韧带肥厚，进而产生神经根受压症状。Fan等[11]回顾性分析了91例因L4-5退变导致腰腿部疼痛的患者资料，46例行融合术，45例保守治疗。通过治疗前MRI与治疗后一年随访MRI对比分析头侧两个邻近节段退行性改变，短期随访显示融合术将加速正常退变过程。Bastian等[12]进行了一项生物力学实验，选取10具尸检后患者的T10-L4节段脊柱，于T12-L2植入椎弓根螺钉，分别测量头侧及尾侧邻近节段螺钉植入前后的活动度，结果显示头侧邻近节段活动度增加，差异有统计学意义（P＜0.05），但是尾侧椎体活动度无显著性差异。因此作者认为正是由于头侧邻近节段活动度的增加导致术后关节突关节退变从而导致术后邻近节段病变的发生。国内学者于琦等[13]研究显示腰椎融合术后相邻节段小关节的应力分布将发生改变，导致小关节以及整个邻近节段尤其是椎间盘发生退行性改变，最终引起下腰痛等症状复发。

到底是融合术导致了邻近节段病变的发生还是脊柱正常退变过程，目前尚无统一的结论。我们认为脊柱正常退行性改变进行性加重是导致术后邻近节段病变的根本原因，但是融合术将加速这一过程的发展。正是这两者的共同作用导致了术后邻近节段病变的出现。

4 邻近节段病变的影响因素

影响邻近节段退变的因素主要包括两个方面：患者自身因素以及融合术。

Lee等[6]回顾性分析了1069例行腰骶椎融合术的患者，结果显示椎间盘退变、关节突退变、腰椎不稳、峡部裂、旋转畸形等都将增加邻近节段病变的发病率，但直线回归分析显示只有关节突退变与邻近节段病变发生有统计学意义。Ahn等[14]回顾性分析了3193例行胸腰椎融合术的患者，其中3.5%患者因邻近节段病变需要二次手术，生存分析显示老年、术前存在退行性改变、长节段融合都将增加邻近节段病变发病率。Sears等[8]采用COX回归分析显示行1个节段、2个节段、3个或4个节段融合的患者，术后10年平均每年分别有1.6%、3.7%、5.0%患者需再次行手术治疗。60岁以上患者再次手术的风险是45岁以下患者的4倍，这可能与年轻患者融合节段较短并且老年人病变程度较重有关。邻近节段行椎板切除而不做融合使再次手术风险增加2.4倍。Hikata等[15]报道了54例因退行性滑脱行L4-5椎体间植骨融合术的患者，其中37例患者在L4-5椎体间植骨融合的基础上于L3-4行预防性单纯减压，17例患者只行L4-5椎体间植骨融合。随访至少2年，邻近节段病变发病率为13%（共7例患者，6例来自于L3-4行预防性减压患者，1例来自只行L4-5椎体间植骨融合患者）。由此说明邻近节段行预防性减压并不能降低邻近节段病变发病率（P=0.256），相反对于L3-4关节突关节与矢状面夹角越小的患者，术后L3-4前滑移风险增加，可能会增加邻近节段病变的发病率。

Sears等[8]指出在融合节段相同的情况下，融合至L5的患者再次手术的风险是融合至S1的1.7倍，但是在融合节段不一致的情况下，随着融合节段的延长，术后邻近节段病变风险增加，所以Sears认为预防性行L5-S1融合并不能降低邻近节段病变发病率。Liao等[17]研究显示L5-S1行预防性融合术后螺钉松动、移位，头侧邻近椎体病变风险增加。扩大椎板切除范围破坏了后方张力带结构，使脊柱的稳定性下降，然而对于融合至L5的患者，由于保留了髂腰部的韧带以及关节突关节的完整性，所以术后L5-S1邻近节段病变发病率更低。

目前研究[7]结果显示年龄大于60岁伴关节突或椎间盘退变将对邻近节段产生明确影响；绝经后妇女、术前存在退行性改变、融合节段增加将使邻近节段病变风险增加，但是单纯行后外侧融合的患者与行椎体间植骨融合的患者相比，两者预后并无显著性差异[14,17]。对年龄大于60岁、L5-S1节段不稳伴腰椎后凸畸形患者可考虑预防性行L5-S1融合，但其疗效有待进一步随访研究。

5 邻近节段病变的预防

为了阻断腰椎病变-融合术治疗-邻近节段病变这个恶性循环，全世界脊柱外科医生进行了大量的科学研究，非融合技术由此产生。

5. 1 动态固定技术

主要有X-Stop系统、NFlex系统、Graf韧带成形术等。Kanayama等[18]第一次回顾性分析Graf韧带成形术与腰椎后外侧融合术两者疗效的差异。结果显示行腰椎后外侧融合患者18.5%需要再次手术治疗，而行Graf韧带成形术患者5.6%需要再次手术。但该研究为回顾性研究设计，同时存在样本量低（45例）、随访率低（64.3%）等局限性。Kanayama等[19]在结合第一次研究的基础上又进行第二次研究，结果发现行腰椎后外侧融合术、腰椎椎体间植骨融合术以及Graf韧带成形术的患者邻近节段病变患病率分别为13.3%、14.1%、9.2%，术后症状复发的平均时间分别为39.3、25.2、51.8个月，需要再次手术患者分别为6.7%、7.6%、1.5%。由此说明与融合术相比，Graf韧带成形术可以降低邻近节段病变患病率以及再手术率，但差异无显著性意义。Kim等[20]研究显示动态固定系统（Zimmer Spine,Minneapolis,MN）只能使邻近节段保留有限的活动度，同样可使邻近节段应力增加从而导致邻近节段病变发生。Coe等[21]对65例行NFlex动态固定的患者进行研究，NFlex系统是一种基于椎弓根螺钉的动态固定系统，该组患者平均年龄54.5岁，平均随访25.6个月，结果显示VAS疼痛评分从术前平均8.1分改善为3.8分，平均改善率为53%，Oswestry功能障碍指数自术前44.5改善为21.8，平均改善率为51%，在严格掌握适应证的情况下可以作为融合术的有效替代治疗方法。

Schmoelz等[22]的生物力学研究显示动态固定装置不会导致邻近节段过度活动。但动态固定是否有效以及能否降低邻近节段病变发病率目前尚存在争议。

5. 2 椎间盘置换

Yajun等[23]对5项随机对照试验共837例患者进行荟萃分析以比较椎间盘置换和腰椎融合术在治疗腰椎间盘退行性病变的疗效差异。2年与5年随访结果显示两组的疗效并没有显著性差异。Harrop等[24]综述了27项试验研究，其中椎间盘置换7项共758例患者，融合术20项共1732例患者，结果发现融合术组邻近节段病变平均发病率为14%，而椎间盘置换组为1%，两者之间差异有统计学意义（P＜0.0001）。Wang等[25]系统性综述了8项有关融合术以及椎间盘置换术的研究，结果发现行腰椎融合术治疗的患者有7.0%需再次手术，而椎间盘置换组1.2%患者需再次手术治疗，两者之间差异有统计学意义（P=0.009）。Guyer等[26]对比分析行椎间盘置换术以及行前路腰椎体间植骨融合术的患者，随访5年显示椎间盘置换组疗效类似甚至优于融合术组。Jacobs等[27]指出，虽然短期疗效椎间盘置换与融合术比较没有显著性差异，但缺乏长期随访数据，且该技术有较多的并发症，因此应谨慎应用该技术。

Jeong等[28]研究显示术后MRI提示胸腰筋膜形态学改变与邻近节段病变具有显著性联系（P＜0.001），并指出胸腰筋膜形态学改变可以早期提示邻近节段病变进展，因此术中应该加强对胸腰筋膜的保护。Chung等[29]指出，与人字嵴置钉方法相比，采用十字交叉法植入椎弓根螺钉更能有效保护邻近节段关节突关节。Meredith等[30]回顾性分析融合术后邻近节段椎体骨折发病情况，结果发现骨折组术前CT值比未骨折组低，两者差异有统计学意义(骨折椎体局部平均CT值145.6vs199.4，P=0.006；胸段至腰段脊柱平均CT值139.9vs170.1，P=0.032)，并指出术前通过服用药物治疗骨质疏松预防术后邻近节段病变是必要的。因此术中仔细操作，保留解剖结构的完整性，重建脊柱正常生理弧度，对于严重的骨质疏松患者术前通过药物控制骨质疏松都能有效预防邻近节段病变的发生[29,31]。

6 邻近节段病变的治疗

Chen等[32]报道了39例因邻近节段病变再次手术的患者，所有患者均采用扩大椎管减压范围、延长融合治疗。平均随访5年，优良率为76.9%，融合率为94.9%。其中5例患者因邻近节段再次出现症状未能达到满意临床效果。Adogwa等[33]对50例因邻近节段病变行扩大椎管减压延长融合治疗的患者随访2年，利用VAS疼痛评分量表、Oswestry功能障碍指数、日常生活以及精神状态等评估手术效果，术后2年显示各项指标都得到明显改善，并且与术前相比差异有统计学意义。

腰椎融合术后邻近节段出现退行性改变不一定会给患者带来不良影响，大部分勿需进一步手术治疗。一旦出现与邻近节段退变相关的临床症状，必要时可再次手术治疗。术后瘢痕粘连、解剖结构改变、内固定取出困难等都将增加再次手术的风险，所以术前仔细评估患者身体能否耐受手术、完善相关检查、全面查体，对于导致患者临床症状的退变要及时处理[34]。术中良好的暴露以及术后精细的护理等将大幅增加二次手术的成功率。扩大椎管减压延长融合范围是目前治疗邻近节段病变的金标准[33,35]。

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